Radioatividade

Como seu próprio nome indica, radioatividade é o ato de emitir radiação espontaneamente. Isso ocorre a partir do núcleo instável de um átomo. 

A Física por detrás desse fenômeno é relativamente complexa, por isso resumiremos os pontos principais.

A natureza do átomo o leva a buscar um equilíbrio interno. Alguns elementos não atingem tal equilíbrio em seus núcleos e, por isso, tornam-se instáveis.

Buscando uma configuração mais estável, esses átomos emitem energia. 

Quando há muitos nêutrons no núcleo do átomo, este tende a emitir partículas negativas Beta, o que acaba transformando seus nêutrons em prótons. Muitos prótons em um núcleo provoca a emissão de um pósitron (partícula de mesma massa do elétron, mas carregada positivamente), transformando o próton em um nêutron. Toda essa energia leva o núcleo a emitir raios Gama, uma grande descarga de energia, sem alterar a composição do núcleo. O excesso de massa em um núcleo leva o átomo a emitir uma partícula Alfa, descartando quatro partículas pesadas do seu núcleo (dois prótons e dois nêutrons).

Decaimento é o nome que se dá a cada “rearranjo” que o átomo sofre, com a consequente emissão de partículas e/ou energia, em sua busca por estabilidade.

Alfa:

A radiação alfa consiste em partículas de carga positiva emitidas de núcleos de átomos instáveis durante o processo de decaimento. Tais partículas são muito densas, o que limita seu poder de penetração no ar a poucos centímetros e impede sua penetração em uma simples folha de papel. Em geral, partículas alfa não representam um grande risco à saúde, exceto quando atuam de dentro para fora do corpo humano, por exemplo, quando são ingeridas. Nessa condição, podem agredir severamente tecidos e órgãos internos. Por suas peculiaridades, partículas alfa não são levadas em conta no projeto Mundo Radioativo.

Beta:

A radiação Beta consiste em partículas de carga negativa emitidas de átomos em processo de decaimento. Tais partículas são relativamente leves e possuem maior poder de penetração, comparadas às partículas Alfa. Essas partículas podem atravessar uma placa de alumínio de poucos milímetros de espessura. Quando ingeridas representam grande perigo. Essas partículas, dentro de condições específicas, podem ser monitoras no projeto Mundo Radioativo.

Gama:

A radiação Gama, diferente das anteriores, está localizada no extremo do espectro eletromagnético, com altíssima frequência e comprimento de onda bastante curto. Essa mesma região do espectro eletromagnético inclui radiações mais conhecidas, como o raio-x e a ultravioleta. Raios Gama podem atravessar praticamente todos os materiais, sendo absorvido ou barrado apenas por materiais extremamente densos, como o chumbo. A radiação Gama é também produzida naturalmente pelo Sol e outros corpos espaciais, conhecida nessa forma como raios cósmicos. Essa radiação é muito poderosa e potencialmente perigosa, sendo também objeto do projeto Mundo Radioativo.

Radiação natural ou radiação de fundo:

Determinados minerais encontrados na natureza, contendo elementos radioativos, como o  Urânio, o Tório e outros, emitem raios gama. Tais emissões, somadas aos raios cósmicos citados anteriormente, formam o que chamamos de radiação natural ou radiação de fundo. Níveis comuns de radiação natural vão de 0,041μSv/h a 0,081μSv/h (3650 a 7200μSv/ano).

A radioatividade está presente em nosso cotidiano. Coisas elementares do nosso dia a dia podem apresentar algum nível de radioatividade, como por exemplo, as bananas. Sim, bananas são radioativas, devido ao elemento Potássio 40. Contudo, a dose de radiação que podemos receber de uma banana é extremamente baixa, o que permite ao corpo humano absorvê-la facilmente.

Após passar por um decaimento, envolvendo a emissão de partículas alfa e beta, um determinado elemento atômico transforma-se em outro elemento.  Por exemplo, o Urânio 238, após perder uma partícula alfa, transforma-se em Tório 234. O tempo que metade dos átomos de uma amostra leva para sofrer um decaimento é chamado de meia-vida. Esse tempo vai de fração de segundo a bilhões de anos, variando de elemento para elemento.

Abaixo listamos alguns valores típicos, de dose e taxas de radiação, que podem ser usados como referências para melhor compreensão dos dados entregues pelo nosso portal.

Colocamos todos os valores em μSv, para melhor visualização das proporções.

Doses: 

• 0,098 μSv -  Dose equivalente de uma banana. 
• 5 a 10 μSv - Uma sessão de radiografia dental.
• 80 μSv - Dose media recebida por um habitante vivendo a 16km de dsitância do acidente de Three Mile Island durante esse evento.
• 400 a 600 μSv - Mamografia de duas faces.
• 1.000 μSv - Dose anual razoável  (exceto radiação natural) para qualquer habitate do planeta, de acordo com os órgãos reguladores americanos.
• 1.500 a 1.700 μSv  - Dose anual típica absorvida por um tripulante durante voos comerciais.
• 3.600 μSv  - Dose anual tipica recebida por um ser humano devido à radiação natural.
• 10.000 a 30.000 μSv  - Dose recebida durante um exame de CT scan no corpo inteiro.
• 68.000 μSv - Dose máxima recebida, estimada, por um habitante da área evacuada próxima ao acidente de Fukushima, no Japão.
• 80.000 μSv  - Dose recebida por um indivíduo que esteve por seis meses a bordo da Estação Espacial Internacional.
• 160.000 μSv  - Dose anual recebida pelos pulmões de um fumante (considerando 30 cigarros por dia), principalemte devido ao Polônio-210 e ao Chumbo-210.
• 250.000 μSv  - Radiação cósmica recebida durante seis meses em uma viagem a Marte.
• 670.000 μSv - A mais alta dose recebida por um trabalhador atuando na emergência durante o acidente de Fukushima.
• 1.000.000 μSv - Dose máxima permitida durante a carreira de um astronauta da NASA.
• 4.000.000 a 5.000.000 μSv - Dose instantânea necessária para elevar o risco de morte de um ser humano, dentro de 30 dias, a 50%.
• 5.000.000 μSv - Radiação Gama calculada a 1,2km do ponto de explosão de uma bomba nuclear média.
• 4.500.000 a 6.000.000 μSv  - Dose letal verificada no acidente de Goiânia.
• 8.000.000 μSv - Dose absolutamente letal a um ser humano, se recebida em curto espaço de tempo.
• 10.000.000 a 17.000.000 μSv  - Dose letal verificada no acidente de Tokaimura.
• 54.000.000 μSv -  Dose letal recebida pelo tripulante Boris Korchilov em 1961, após um problema no reator do submarino K-19.
• 64.000.000 μSv - Dose não letal recebida por Albert Stevens, durante 21 anos, devido a uma injeção de plutônio recebida em 1945, no projeto secreto Manhattan.

Taxas (dose/tempo):

• <0,1 μSv/h - Emissões abaixo desse valor são de difícil detecção. 
• 0,27 μSv/h - Exposição natural media para um habitante do planeta Terra. Todos nós estamos expostos a essa radiação.
• 0,810 μSv/h - Próximo ao confinamento de Chernobyl (2019).
• 0,9 μSv/h - Radiação natural medida na Finlândia.
• 2,7 μSv/h - radiação natural em um voo a altitude de cruzeiro.
• 5,19 μSv/h -  Próximo a Chernobyl, antes do confinamento construído em 2016.
• 15 μSv/h - Radiação ambiente dentro da casa mais radioativa encontrada em Ramsar, Iran.
• 39,8 μSv/h - Próximo a máquinas usadas para içar peças em Chernobyl.
• 90 μSv/h - Radiação natural sobre a areia de uma praia monazítica de Guarapari, ES. 
• 1000 μSv/h - Radiação encontrada na área considerada de alta radiação e, portanto, controlada, dentro de uma usina nuclear.
• 530.000.000 a 650.000.000 μSv/h - Radiação dentro do vaso do segundo reator de Fukushima, seis anos após uma suspeita de derretimento. Nessa condição, um ser humano receberia uma dose letal em poucos segundos.